无线传感器网络密钥预分配方案研究

本文针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥预分配方案。通过将目标区域分为若干个子区域,然后对各个子区域分别部署密钥。分析表明,该方案具有良好的连通性和高效性。     

WSNs中一种基于簇结构的密钥预分配方案*

为了解决无线传感网络中簇结构的基础安全问题,提出一种二层二项式密钥预分配方案,它能够很好地完成两簇头间密钥对的生成,满足对节点极小的能量损耗、极少的通信负载和存储空间要求。它有效地解决了节点获取攻击问题,提高了网络恢复度,同时成功地解决了多项式密钥预分配方案中的“K-security”问题。     

无线传感器网络的双矩阵密钥预分配方案

为提高无线传感器网络存储资源的利用率,同时增强网络的安全性和连通率,提出一种双矩阵密钥预分配管理方案。该方案在Blom密钥分配方案基础上,采用双矩阵对节点逐次进行密钥分配,并在节点对密钥建立后,采用双矩阵信息删除方案减少矩阵信息。分析表明：该方案具有高效率、高连接、低储存成本等特性。     

异构传感器网络中的一种混合密钥预分配方案

针对异构无线传感器网络,提出一种混合密钥预分配方案。该方案针对异构节点采用不同密钥预分配策略：高级节点采用基于身份的公钥密码机制进行节点间的认证和密钥协商;普通节点主要采用基于单向散列链的随机密钥预分配策略,在高级节点的辅助下进行对偶密钥的建立。在对偶密钥建立过程中,采用共享密钥发现和密钥协商相结合的方法,充分发挥公钥密码机制和随机密钥预分配策略的优势,达到较好的安全连通性和抗毁性。理论分析和仿真试验结果证明方案的可用性和安全性。     

传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案

提出一种传感器网络多密钥空间分层密钥预分配方案。该方案把部署区域划分为正六边形网格,将节点分成不同的簇,密钥空间划分为与簇相对应的子集;簇头节点之间采用多密钥空间随机预分配方案进行共享密钥发现,簇头节点与普通节点间则采用单项散列计算的方式计算共享密钥。性能分析和仿真结果表明,该方案在连通率及抗捕获攻击方面有较好的性能改善,通信和存储开销预算较合理。     

无线传感器网络的分组双空间密钥预分配方案

针对Blom密钥预分配方案存在安全阈值的问题,提出一种面向无线传感网络的基于分组的双空间密钥预分配方案.将整个网络划分为多个逻辑组,组内节点服从以部署位置为中心的二维高斯分布,建立分组部署模型,组内节点和组间节点在不同的密钥空间上建立共享密钥.从全局连通性、抗毁性和有效性三个方面对方案进行理论和实验分析,结果表明本文方案在解决Blom方案安全阈值问题的同时,既提高了网络的抗毁能力,又保证任意两个节点能够直接建立共享密钥.     

一种基于单向函数的适用于传感器网络的密钥预分配方案

网络的密钥管理方案作为所有上层安全、应用的基础,对网络的安全性能、服务性能起着至关重要的作用。简要介绍了无线传感器网络中密钥管理问题上近年来的研究成果,在此基础上提出了一种基于单向函数的密钥预分配方案,并对其安全性和连通性进行了详细的分析。     

基于单向函数的普适计算密钥管理方案

提出一种基于单向函数的普适计算密钥管理方案UCKAS。该方案能够较好地完成密钥生成、分发及更新。在安全方面该方案可提供身份鉴别,并且有效地防止节点获取攻击及选择密文攻击。同时该方案解决了数据包丢失问题,可以很好地恢复丢失密钥。对其性能进行评估表明：与SPINS相比,UCKAS只需80%存储空间,通信负载只相当于SPINS的40%,而计算能耗为其1/3。     

一种无线传感器网络密钥预分配的簇重组方案

传感器节点的能量限制带来了问题，使得实施复杂的安全措施变得不可能。为了在无线传感器网络中提供安全性，先前相关研究人员提出了多种密钥预分配方案。尽管这些密钥分配方案存在各种改进，但没有提供单独的机制来过滤恶意节点。本文提出了一种新的簇群重组技术方案，用来改进密钥预分配，同时检测和删除恶意节点。该方案包括对密钥空间中的信息操作的过程和节点的重组，通过簇群重组能够减少为入侵者提供有用信息的节点数量，使得网络受到破坏的可能性降低。最后方案性能评价与分析结果表明，当受到损害的节点数量接近阈值时，簇群得到了有效的重组，即超过该阈值时，整个通信有可能受到损害。     

基于分层网格的无线传感器网络密钥预分配方案

无线传感器网络自身的特征,如网络规模庞大、动态的拓扑结构、有限的计算、通信和存储能力等,使得传统的密钥分配和管理机制无法进行直接应用。基于分层网格提出了一种新的适用于无线传感器网络的密钥预分配方案。该方案采用多项式方法在传感器节点间建立共享密钥,并引入分层网格结构实施密钥的预分配。这种设计方法有效地降低了部分节点被俘获后对网络安全造成的影响,增强了网络的健壮性,而且其计算和存储开销也不大,具有一定的实用性。     

基于矩阵的无线传感器网络密钥预分配

为了提高邻居节点建立共享密钥的概率, 减少无线传感器网络资源的消耗, 从而进一步提高无线传感器网络中的连通性, 提出了一种基于矩阵的无线传感器网络的随机密钥部署方案。该方案在无线传感器的目标划分区域中采用3×3矩阵的方式进行密钥预分配, 使邻居节点共享直接密钥的个数为q, 提高了节点间共享密钥的阈值, 减少了节点存储冗余密钥的数量。数据分析和仿真结果表明, 该方案不但在存储密钥数量和安全性方面有较好的性能, 而且连通率为100%。     

无线传感器网络中基于混沌的密钥预分配方案

为了提高无线传感器网络的安全性，降低能耗，延长网络的生命周期，提出了混沌密钥预分配方案。该方案利用混沌的遍历性来增强密钥的抗破译性，利用混沌的初值敏感性来保证加密密钥在通信过程中可安全地动态改变。分析表明该方案能提供较大的密钥空间，而且密钥协商所需的通信和计算的开销均较小，具有较强的实用性。     

一种带认证的ＬＵ密钥预分配方案

基于LU矩阵的密钥预分配方案是无线传感器网络（WSN）进行密钥管理的有效方法,但它存在通信密钥不能正确建立和通信开销大的缺陷。为此,引入了密钥认证机制,提高了密钥协商的安全性和成功的几率;并对密钥协商过程进行优化,如减少发送无关信息。分析表明,相对于原LU方案,带认证的LU方案将密钥协商过程中的平均通信量降低了16.7%。最后给出Sun Spot 传感器上的实现方案及其性能分析。     

应用组合方法设计普适计算网络安全协议*

给出一种新的安全协议的设计方法——组合设计方法,首先分别实现各个安全目标,然后将它们组合为一个新的安全协议。组合方法设计安全协议具有易于实现、易于验证等优点。给出组合规则,使用组合方法实现了普适计算环境下认证协议及密钥协商协议的设计。     

基于标识的无线传感器网络密钥预分配方案

密钥分配是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一.为了实现无线传感器网络中的安全通讯,需要对传感器结点间传递的信息进行加密.由于受每个传感器结点自身资源的限制,传统网络中使用的密钥分配策略,并不适用于无线传感器网络.提出了基于结点ID的密钥预分配方案,实现了非对称和对称密钥体制、分布式和集中式密钥管理的结合,有效地提高了传感器网络其安全性和连通性.     

普适环境下的模糊访问控制模型研究

现有的普适访问控制模型的研究都忽视了安全中存在的模糊性问题。在普适计算环境中上下文信息可能是不完备或者模糊的,因此由残缺或模糊的上下文信息推导授权结果就显得十分重要。在使用控制模型的基础上,提出了一个模糊的普适访问控制模型（fuzzy usage control models, FUCM）,给出了模型的形式化定义,并通过实例对模型的授权过程进行分析。结果表明新的模型能够对模糊的上下文信息进行授权决策,并具有更智能的授权能力,更适用于普适计算环境。最后,给出了模型实现的参考监视器体系结构。     

一种无线传感器网络的密钥管理机制

介绍了一种用于无线传感器网络(WSNs)的密钥预分配机制:多密钥空间哈希随机密钥预分配(HARPMS)机制。该机制针对group-based节点投放模型,将密钥空间划分成多个子空间,在密钥分配和建立时使用Hash链技术,以提高网络的抗节点俘获能力。分析表明:相比传统的用于group-based投放模型的随机密钥预分配机制,HARPMS获得了同等的连通性,但却有更好的抗节点俘获能力。     

普适计算广播安全协议的研究

广播是普适计算环境中最基本的一种通信方式。对广播通信安全协议的研究显得十分重要。点对点的鉴别模式并不适用于广播安全;数字签名方法则对普适计算硬件要求太高。给出一种基于对称密钥算法的安全鉴别方案,通过对密钥发布方式的改进,满足普适计算硬件环境的广播安全鉴别,对μTESLA进行改进,避免了其由于时间同步错误导致的节点攻击。改进的方案获得更高的安全性能。     

一种新的无线传感器网络密钥预分配方案

针对无线传感器网络资源有限的特点,给出了一种基于平面格的密钥预分配方案,该方案存储开销与能量消耗较小,能确保所有邻近节点直接建立对偶密钥,但安全性能较差。然后将方案扩展到三维格上,提出了基于三维格的密钥预分配方案,分析结果表明方案具有较好的可扩展性与抵抗攻击的能力。